2017 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on mechanisms of biosynthesis of biomolecules via amino-group carrier protein and expansion of structural diversity of secondary metabolites
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17H06168
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
西山 真 東京大学, 生物生産工学研究センター, 教授 (00208240)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富田 武郎 東京大学, 生物生産工学研究センター, 助教 (50447364)
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| Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | アミノ基キャリアタンパク質 / 生合成 / 二次代謝産物 / 結晶構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リジン生合成酵素とアミノ基キャリアタンパク質(AmCP)相互作用を解明する一環として、複合体構造が明らかでない、LysJとの共結晶の作製を試みているが、今までに良い反射を与える良好な結晶は得られていない。
AmCPを介して生合成される二次代謝産物生合成は、１）アザビシクロ環生合成機構、２）a)グリオキシル酸ヒドラゾンユニットの生合成機構の解析、b)タイプIIAmCPが関わる二次代謝の生合成機構、３）その他の生物に見出されるAmCP遺伝子クラスターの解析に分けられる。１）については、vzb10/11、vzb13、vzb7、vzb5/6の遺伝子破壊によりvazabitide Aの生産が消失すること、及びこれらの機能予測から、スルホン化によって活性化された末端水酸基とδアミノ基の間で三員環構造がVzb10/11により形成され、それが非リボソーム型ペプチド合成酵素 (NRPS)であるVzb7にロードされ、Vzb5/6によってα－βに二重結合が導入され、アザビシクロ環が形成されると推測された。2）a)については、最初にリジンのεアミノ基をOrf38がに水酸化すること、ついでOrf40がグリシンを活性化し、水酸化リジンとの間でエステル中間体の形成を経て、N-N結合の形成に関わること、そしてOrf39がヒドラジノ酢酸を生成することが明らかになりつつある。
２）b)については、タイプIIAmCPが担う二次代謝産物の生合成は、AmCPにグルタミン酸が付加した後に、修飾を受け、グルタミン酸末端がセミアルデヒドになった後、C3化合物の付加、アミノ化が進行することが明らかになりつつある。３）については、クラスターを構成する遺伝子のうち、２つが大腸菌では不溶性タンパク質として発現するため、まだ最終産物が何であるかは分からないが、宿主を変えたり、同遺伝子のホモログなどを用いることで打開していきたい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アザビシクロ環の生合成について進展が見られ、また新たなN-N形成反応が明らかになりつつある。さらにはタイプIIAmCPの中間体が検出されるなど、研究としては順調に進展している。若干遅れている結晶化、遺伝子発現において工夫をしていきたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
結晶化や、遺伝子発現について、うまく行かないところもあるが、概ね順調に進展しており、もし必要があれば、結晶化タンパク質の組み合わせを変えたり、他種のホモログ遺伝子を用いることなどにより、問題点を打開することを考えている。
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[Journal Article] Structure and function of an ancestral-type β-decarboxylating dehydrogenase from Thermococcus kodakarensis2017
Author(s)
T. Shimizu, L. Yin, A. Yoshida, Y. Yokooji, S. Hachisuka, T. Sato, T. Tomita, H. Nishida, H. Atomi, T. Kuzuyama, and M. Nishiyama
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Journal Title
Biochemical Journal
Volume: 471
Pages: 105-122
DOI
Peer Reviewed
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